ANÁLISIS Y DISEÑO DE UNA ESCALERA emb
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ANÁLISIS Y DISEÑO DE UNA ESCALERA
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GEOMETRÍA DEL PROYECTOVISTA EN PLANTA
3,4
5,5
0,4
2,5
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VISTA DE PERFIL
NIVEL 8.00
NIVEL 6.40
NIVEL 4.80
NIVEL 3.20
NIVEL 1.60
NIVEL 0.00
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PREDIMENSIONAMIENTO
ESPESOR DE GARGANTA (t)Ln: Luz libre de tramo de escaleraα: Factor (20 a 25)
En nuestro caso:Ln = 2 mα = 20 (500 kg/m2)t = 2/20 = 0.10 m
Trabajando conservadoramente adoptamos t = 0.15 m para cada tramoPara el descanso le damos el mismo espesor de la garganta t = 0.15 m
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CALCULO DE LA ALTURA MEDIA( hm)
P
CP
t
hmØ2cosCPt
hm
hm: Altura media del tramo de escalera : ángulo entre la garganta y la verticalt : garganta
22cos
CPP
P
P : pasoCP : contrapaso
Para nuestro caso:P = 0.25 mCP = 0.16 cos = 0.84 hm = 0.26 m
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METRADO DE CARGAS
ESCALERACarga muertaPeso propio 1.7 m x 0.26 m x 2.4 t/m3 = 1.05 t/mAcabados 1.7m x 0.12 t/m2 =0.204 t/m
Total D =1.26 t/mCarga vivaS/C 0.5 t/m2 x 1.70 m = 0.85 t/m
Total L = 0.85 t/mDESCANSOCarga muertaPeso propio 1.5 m x 0.15 m x 2.4 t/m3 = 0.54 t/mAcabados 1.5m x 0.12 t/m2 =0.18 t/m
Total D =0.72 t/mCarga vivaS/C 0.5 t/m2 x 1.50 m = 0.75 t/m
Total L = 0.75 t/m
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COMBINACIONES
1) 1.4D + 1.7L1
2) 1.4D + 1.7L2
3) 1.4D + 1.7(L1 + L2)4) ENVOL(COMBO1 – COMBO3)
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MODELAMIENTO EN SAP2000
FILE > NEW MODEL Elegimos las unidades T-m
Elegimos
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En la solapa Cartesian ingresamos el numero de líneas guía en cada dirección
click
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DEFINE > COORDINATE SYSTEMModify
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Modificar las ordenadas en todas las direcciones
ok
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CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES
Define>Materials…
Seleccionar
click
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Escribir nombre de material
tipear 2.4 t/m3
Para cambiar la resistencia f’c a 210 kg/cm2 puede cambiar las unidades a kgf –cm y luego tipear 210
Y luego presionar ok
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Se observa que queda definida la sección que hemos denominado Concreto 210
Presionar ok
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CARACTERÍSTICAS DE LAS SECCIONES
Define > Section Properties > Frame Sections…
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Presionar botón Add New Property
Seleccionar Concrete
Seleccionar Rectangular
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Escribir nombre de la seccion
Seleccionar material Concreto 210
Escribir dimensiones
Presionar botón Concrete Reinforcement…
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Seleccionar Beam
Tipear 3 cm de recubrimiento al centro del refuerzo arriba y abajo
Presionar en botón Ok
En forma similar se crea las secciones :Viga de apoyo del descanso y llegada de los tramos de la escalera denominada V01 de 0.25mX0.30mDescanso denominada DESCANSO de 1.50mx0.15m
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CREACIÓN DE LOS SISTEMAS DE CARGAS
Define>Load Patterns…
Tipear D
Tipear cero (pesoPropio considerado en metrado de carga) click
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Escribir L1 Dejar por defectoSeleccionarLIVE
Presionar botónAdd New Load Patern
De igual forma con L2, quedando de la siguiente manera:
Presionar Ok
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Seleccionar Modal y presionar botón Delete Load Case
Define>Load Cases…
seleccionar DEAD y presionar el botón Modify
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Tipear D y luego presionar botón Modify y botón Ok
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CREACIÓN DE LAS COMBINACIONES DE CARGA
Define > Load Combinations…
presionar Add New Combo
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Para la primera combinación se debe seleccionar D y tipear 1.4 en factor de escala, luego presionar el botón Add. Similar L1 con factor 1.7 y botón Add y luego botón Ok
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Similar para las combinaciones 2 y 3
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Creamos la combinación envolvente con factor 1 en cada combinación anterior
Luego hacemos click en todas las ventanas emergentes o cuadros de diálogo
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CREACION DE LA PLACA DE SOSTENIMIENTO DE LA ESCALERA
Define > Section Properties > Area Sections…
Seleccionar Shell
Presionar el botón Add New Section…
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Tipear nombre PLACA
Seleccionar
Seleccionar
tipear
presionar presionar
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CREACION DEL MODELO ESTRUCTURAL
Hacer click en cualquier parte de la ventana izquierda para activarla
Hacer click en icono yz para visualizar dicho plano y luego posicionar en x=0.85 con
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Segundo Punto
Primer Punto 0.85,2.50,2.80
0.85,0.00,1.20
Seleccionar la sección que le corresponde
Usando el ícono dibujar los elementos FRAME haciendo click en el punto inicial y en el punto final del elemento apoyándonos en las esquinas que forman las línea guías.
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Al final debemos tener el siguiente resultado:
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Similar en x=2.55
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Asignar empotramiento en el extremo inferior de la escalera para ello seleccionamos el nudo inferior y luego presionar el botón de empotramiento
Quedando de esta manera:
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MODELAMIENTO DELA PLACA
Ahora nos vamos a x= 1.70 con ayuda de los iconos
Hacer click en el ícono seleccionando en el cuadro de dialogo la sección PLACA y luego click en cada espacio correspondiente de la placa
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Seleccionar los nudos inferiores y asignar empotramiento
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Cambiar al plano XZ para modelar las vigas de apoyo
Ubicarse en y=0
Hacer click en ícono y luego click en cualquier punto de la línea guía para que se genere el elemento entre las intersecciones con líneas guias perpendiculares a la que se esta modelando previamente se selecciona la sección V01
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Para ver el modelo en 3 dimensiones hacer click en el ícono y luego Extrude View y Ok
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ASIGNACION DE CARGAS
Ubicarse en el plano YZ en X=0.85 y seleccionamos los tramos de escalera de ese plano
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Seleccionar el icono
Seleccionar carga D y tipear valor carga 1.26 t/m y luego Ok
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Resultando así:
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Seleccionar los elementos correspondientes a los descansos y le asignamos la carga muerta según el metrado de cargas calculado D=0.72 t/m. Al final tenemos el siguiente resultado
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De igual forma para el primer damero de carga viva obteniendo el siguiente resultado:
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El segundo damero de carga viva L2 será:
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Luego nos trasladamos a X=2.55 . Procedemos con los mismos pasos. Al final obtenemos
Para la carga muerta:
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Para el primer damero L1 de carga viva tenemos:
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Para el segundo damero L2 de carga viva:
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Cambiamos al plano XZ en Y=0 y Y=2.5 y cargamos la viga con su peso propio como carga muerta D=0.18 t/m
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Antes de hacer el análisis verificamos los gdl correspondientes a este modelo
Analyze > Set Analysis Options… y luego seleccionar Space Frame y luego Ok
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Corremos el análisis presionando en el botón y presionar Run Now
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Nos ubicamos en el plano YZ en X=0.85 y mostramos el diagrama de momentos haciendo click en ícono
Seleccionar ENVOL
Seleccionar Moment 3-3
Seleccionar Show Value
click
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